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模袋混凝土技术在钱塘江海塘工程加固中的应用

2022-04-02邵伟龙郭炳荣

浙江水利科技 2022年2期
关键词:海塘钱塘江铺设

邵伟龙,郭炳荣

(绍兴市柯桥区水利管理总站,浙江 绍兴 312000)

海塘加固工程对提升塘坝防洪能力,确保当地人民群众生命和财产安全具有十分重要的意义,是利国利民的民生工程。我国早在20世纪70年代就从国外引进模袋混凝土技术,这是一种利用织物袋作为模具,通过泵将混凝土浇灌进织物袋从而成型的混凝土现浇技术,其作用为防渗漏、护坡、护底等[1-3]。模袋混凝土有整体性好、经济耐久、施工效率高的优点,且能实现水下浇灌等[4-7]。本文研究模袋混凝土技术应用于钱塘江海塘加固工程施工过程中的技术要点。

1 工程概况

钱塘江一线海塘加固工程Ⅰ标段(K0+000~K3+200 m)地处绍兴市柯桥区东北角,位于钱塘江尖山河湾南岸、曹娥江口门左岸,属钱塘江临江一线海塘,上游接萧绍交界处—杭州市萧围东线治江围涂工程东江闸(廿二工段外闸),下游接曹娥江口门大闸出口段左岸引堤。工程任务为防洪御潮,完善钱塘江南岸海塘封闭线,保护萧绍平原地区人民群众的生命及财产安全。通过对钱塘江海塘(柯桥区)海塘加固,增加海塘挡浪墙耐久性,提高海塘防冲能力,确保海塘安全运行。

工程主要包括2个分部工程:堤脚防护加固分部工程以及护坦加固分部工程,工程横断面分别见图1和图2。其中,在桩号K0+000~K2+600 m堤脚保滩中,板桩外侧8.0 m位置施打密排拉森Ⅳ型钢板桩,桩顶高程(-1.0,-1.5,-2.0 m),桩长9.0 m,钢板桩和现有板桩(或钢筋笼)之间浇筑50 cm 厚模袋混凝土,混凝土下铺设30 cm厚石渣垫层;在桩号K2+600~K3+200 m加固补强中,原集装箱大方脚外侧3.5 m处安放小沉井,沉井底高程-4.0 m,沉井上部设C30钢筋混凝土帽梁,帽梁顶高程-0.2 m。沉井至原集装箱大方脚以及原集装箱大方脚至2.2 m高程大方脚之间铺设50 cm厚模袋混凝土。

图1 堤脚防护加固分部工程横断面图

图2 护坦加固分部工程横断面图

2 模袋混凝土施工要点

2.1 施工准备

工程在开工前成立绍兴市柯桥区钱塘江一线海塘加固工程项目管理办公室,作为项目法人派出的工程建设现场管理机构,负责工程现场的建设管理工作,办公室设在施工现场临时巡塘管理房内。

联系当地供电部门及工程所在地一线海塘专职管理单位,在现有200 kVA变压器上临时搭接满足工程所需的供电设备。为确保模袋混凝土浇筑在停电时可以继续使用,需另备1台柴油机发电组,以保证突发情况下可以正常施工。

准备1台HBT60输送泵和输送管等配套设备用于浇灌混凝土。另外需准备1艘小型船只、1名潜水员便于水面及水下操作。

2.2 基坑开挖

使用挖土机进行防洪堤护脚基坑的开挖,并且严格按照施工图纸进行测量放样,标定出模袋铺设范围及高程,用挖掘机对护坦进行清理整平。在进行基坑底开挖时,基坑底两侧应比模袋的铺设宽度各宽0.5 m,两外侧边坡开挖成约1∶1.75,内侧坡也根据设计要求开挖成1∶1.75,如有需要,潜水员将下潜对坡度进行适当整修确保坡度精准。基坑开挖后使其距离水面2.0~3.5 m,水面上的部位在挖掘机整修好坡面之后,再让人工进行全面细致的整修。

2.3 混凝土强度检测

本工程采用商品混凝土,强度等级C30,经商品混凝土搅拌运输车运送至浇灌地点并进行见证取样。C30试块立方体抗压强度检测220组,检测结果见表1。

表1 C30模袋混凝土试块抗压强度检测结果表

2.4 模袋铺设

模袋进场后按施工顺序、方位预先放置于现场岸坡,沿岸线施工方向铺设土工模袋,施工程序方向与单元搭接同向,展开时灌口朝上,检查模袋在运输、搬运过程中是否造成破损(如有应立即修补)。由施工人员将Ф50 mm的钢管(长度为6 m)横穿于模袋上端预设的布套内,模袋上端采用铁丝与原地面打设的钢筋头绑扎定位后,找出模袋下端,用人工抬起模袋边走边放置清理整平的石渣垫层上,将模袋拉开至指定界点并平直定位,底部预留5~10 cm的模袋作为伸缩余量。相邻模袋搭接使用铁丝绑扎,模袋铺设完成验收后及时进行混凝土灌注。

2.5 模袋混凝土灌注

混凝土经搅拌运输车运送至灌注地,通过混凝土输送泵泵送入模袋,坍落度控制在18~22 cm。

施工时先泵送1次水泥砂浆,以润滑管道,并在过浆后立即进行混凝土充填,充填顺序由下而上,依次连续进行,充填间隔时间不超过30 min,充填速度为30~50 m3/h,充填压力为0.2~0.3 MPa。浇筑过程中,为防止混凝土流动不畅、堵塞,通过人工踩踏模袋,确保混凝土流动性。待模袋即将充满,采用自制钢钎在模袋面上插孔,排出多余的空气及浮浆,以确保模袋混凝土充盈率。

每一只灌口充填完毕,由灌口操作人员将软管缓缓拨出,换至另一只灌口充填。软管拨出后快速扎紧灌口以防混凝土溢出。每一只模袋充填完毕,换至另一只模袋重复上述工艺流程继续充填,直至完成充填任务。在整个灌注过程中,潜水员随时在水下观察模袋位置及灌注过程是否出现异常,施工作业人员则在岸边观察灌注过程是否出现异常,确保有序的从上游施工至下游。

3 施工中存在的问题及解决方法

3.1 堵塞问题

堵塞现象是本工程施工中最为常见的,特别容易在输送管道以及模袋中出现,主要原因及解决方法如下:①送料机械没有及时清洁干净并进行保养,容易造成机械老化,零件损坏,导致堵塞现象,因此施工队伍首先应选择优质的机械并及时进行保养,在每次开工前检查是否可以正常施工;②塌落度时常不能达到设计要求的18~22 cm,当塌落度为22 cm时,混凝土易产生离析现象,造成模袋浇灌不饱和的情况,因此施工时需严格控制塌落度,确保灌注不堵塞以保证灌注质量。

3.2 膨胀问题

如模袋混凝土浇灌时出现膨胀问题,主要是混凝土泵加压过快引起。因此在浇灌时,应控制泵送的压力和流速,压力应控制在0.10~0.15 MPa,流速应控制在9~11 m3/h。同时,混凝土泵连续泵送3次后应间隔休息一段时间,待模袋中的混凝土完全散开后再继续进行灌注。除此之外,在灌注过程中应派人全程观察,如出现严重膨胀现象时应立即停灌,待膨胀问题解决后再进行灌注,以免影响模袋整体的平整度以及水面上的外观美观度[8-10]。

4 结 语

应用模袋混凝土进行江河防洪堤坝加固时不需要拆除围堰和施工排水,能直接在水上水下配合作业,不易受水位变化的影响。此外,模袋混凝土施工方法机械化程度高,不仅节省工期,还降低施工成本。钱塘江一线海塘加固工程Ⅰ标段中应用模袋混凝土技术,实际效果好,实现了固脚护坡目的,可供类似工程借鉴参考。

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